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1、(10)申请公布号 CN 103014337 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103014337 A *CN103014337A* (21)申请号 201310008211.5 (22)申请日 2013.01.10 C22B 3/26(2006.01) C22B 3/44(2006.01) C22B 15/00(2006.01) C22B 34/32(2006.01) (71)申请人 北京矿冶研究总院 地址 100070 北京市丰台区南四环七路 188 号总部基地 18 区 23 号楼 申请人 江西理工大学 (72)发明人 王成彦 袁文辉 徐志峰 月日辉 揭晓武 杨卜 (7。
2、4)专利代理机构 中国有色金属工业专利中心 11028 代理人 李迎春 李子健 (54) 发明名称 一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法 (57) 摘要 一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 特别 涉及一种含铜、 铬、 锌成分电镀污泥的酸浸出液中 铜、 铬、 锌分离方法。 其工艺过程的步骤依次包括 ： （1） 将酸浸溶液中加入萃取剂进行萃取铜， 有机相 中的铜经硫酸反萃后得以分离提取 ；（2） 萃取后 的萃余相除油后， 调整溶液 pH 值， 加入可溶性磷 酸盐， 进行磷酸沉铬反应 ；（3） 进行过滤分离， 得 到磷酸铬氢氧化铬复合沉淀物和含锌滤液， 实现 铬和锌选择性分离。本发明一种酸浸。
3、溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 利用萃取、 化学沉淀等优化与 控制技术， 以及磷酸盐的溶解性差异， 磷酸铬与氢 氧化铬形成复合共沉淀物的特点， 解决了酸性溶 液中宏量铜、 铬、 锌混合溶液中的分离提取难题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于其工艺过程的步骤依次包括 ： （1） 将含铜、 铬、 锌离子的酸浸溶液中加入萃取剂进行萃取铜， 有机相中的铜经硫酸反 萃后得以分离提。
4、取 ； （2） 萃取后的萃余相除油后， 调整溶液 pH 值， 加入可溶性磷酸盐， 进行磷酸沉铬反应， 进而磷酸铬与氢氧化铬形成复合共沉淀物 ； （3） 进行过滤分离， 得到磷酸铬氢氧化铬复合沉淀物和含锌滤液， 实现铬和锌选择性分 离。 2. 根据权利要求 1 所述的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于所述的含 铜、 铬、 锌离子的酸浸溶液中的铜离子含量为 0.1 15g/L， 铬离子含量为 0.1 20g/L, 锌 离子含量为 0.1 30g/L， 溶液 pH 值小于 1。 3. 根据权利要求 1 所述的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于所述的步 骤 （1） 。
5、萃取铜采用 LIX984N 为萃取剂， 煤油为稀释剂， 萃取相比 O/A 为 0.5 2， 常温下搅拌 萃取 5 15min， 2 4 级萃取 ； 洗涤后使用 100 300g/L 硫酸反萃含铜有机相， 反萃相比 O/A 为 0.5 2， 常温下搅拌反萃 5 15min， 1 2 级反萃， 反萃液得到硫酸铜。 4. 根据权利要求 1 所述的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于所述的步 骤 （2） 萃余液经活性炭除油后， 加入碱液调整萃余液 pH 值为 1.0 2.5。 5. 根据权利要求 1 所述的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于萃取分离 铜后， 采用可溶性。
6、磷酸盐选择性沉淀分离铬和锌离子， 磷酸盐添加量以磷酸根计， 磷酸根与 铬离子摩尔比为 0.2 0.8。 6. 根据权利要求 1 所述的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于进行磷酸 沉铬反应是在 60 90温度下， 反应 60 120min。 7. 根据权利要求 1 所述的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于进行磷酸 沉铬反应过程进行搅拌， 搅拌线速度为 100 400 m/min。 8. 根据权利要求 1 所述的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于沉淀反应 完成后过滤分离， 铬形成磷酸铬与氢氧化铬复合沉淀物留着滤饼中， 锌保持在溶液中， 达到 铬。
7、、 锌选择性分离效果。 9. 根据权利要求 1 所述的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于所述的磷 酸盐为磷酸钠。 10. 根据权利要求 1 所述的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于所述的 含铜、 铬、 锌离子的酸浸溶液为含铜、 铬、 锌成分电镀污泥的酸浸后液。 权 利 要 求 书 CN 103014337 A 2 1/4 页 3 一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法 技术领域 0001 一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 涉及湿法冶金过程中酸浸含铜、 铬、 锌溶液 的提取分离， 特别是含铜、 铬、 锌成分电镀污泥的酸浸出液中铜、 铬、 锌分离方法。 。
8、背景技术 0002 铜和锌的提取分离已经有较多的研究， 应用也比较多， 常见的分离方法有萃取分 离法 （P204 萃取锌或者 M5640、 LIX984、 N902 萃取铜） 、 硫化物沉淀分离法、 浓碱分离法、 以及 锌粉净化法。 0003 目前在含铜、 铬和锌酸性混合溶液中金属分离的方法有 ： 分步中和沉淀法 ； 萃取 分离铜碳酸盐沉淀锌中和沉铬的分离方法 ； 置换分离铜P204 萃取分离锌中和沉 淀铬的工艺。由于铬与铜、 锌同属第四周期过渡元素， 元素化学性质相近， 分离过程中存在 相互干扰的现象， 因而分离效果不理想， 产品杂质含量高。 0004 申请号 200910184773.9 。
9、的发明专利是一种从电镀污泥中回收铜、 镍、 铬、 锌、 铁的 方法， 属于冶金化工技术领域。包括酸浸出、 硫化分离富集、 热压浸出、 萃取分离、 铬热压氧 化、 铬溶液净化、 提取氯化铁等过程。 0005 申请号 200610050002.7 的发明专利涉及一种从电镀污泥中回收有价金属的方 法， 包括如下顺序步骤 ： (1) 用稀酸浸出电镀污泥中含有的有价金属， 经过滤分离出酸浸渣 和酸浸液 ； (2)在85100用硫化物沉淀上述酸浸液中的铜， 经过滤分离出硫化铜和沉淀 母液 ； (3) 将 5 20的碱溶液加入上述沉淀母液中， 并控制溶液的 pH 值在 5.0 6.0， 使 沉溶液中的铬、 。
10、铝沉淀， 过滤分离出铬铝渣及含铁、 锌、 镍的母液。 0006 针对酸性条件下铜、 铬、 锌之间高效分离的研究成果还不多， 规模化应用的分离效 果还不理想， 缺乏支撑产业化应用的经济适用技术， 目前没有大规模工业化应用的报道。 这 也是一直困扰含铜、 铬和锌电镀污泥等二次资源循环利用的技术难题之一， 不利于铬的无 害化处置和有价成分金属铜、 铬、 锌的高效回收与资源化利用。 发明内容 0007 本发明的目的是针对上述已有技术中存在的不足， 提供一种工艺简单、 流程短、 环 境友好的酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法。 0008 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。 0009 一种酸浸溶液中铜。
11、、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于其工艺过程的步骤依次包括 ： （1） 将含铜、 铬、 锌离子的酸浸溶液中加入萃取剂进行萃取铜， 有机相中的铜经硫酸反 萃后得以分离提取 ； （2） 萃取后的萃余相除油后， 调整溶液 pH 值， 加入可溶性磷酸盐， 进行磷酸沉铬反应， 进而磷酸铬与氢氧化铬形成复合共沉淀物 ； （3） 进行过滤分离， 得到磷酸铬氢氧化铬复合沉淀物和含锌滤液， 实现铬和锌选择性分 离。 说 明 书 CN 103014337 A 3 2/4 页 4 0010 本发明的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于所述的含铜、 铬、 锌离 子的酸浸溶液中的铜离子含量为 0.1 。
12、15g/L， 铬离子含量为 0.1 20g/L, 锌离子含量为 0.1 30g/L， 溶液 pH 值小于 1。 0011 本发明的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于所述的步骤 （1） 萃取 铜采用 LIX984N 为萃取剂， 煤油为稀释剂， 萃取相比 O/A 为 0.5 2， 常温下搅拌萃取 5 15min， 2 4 级萃取 ； 洗涤后使用 100 300g/L 硫酸反萃含铜有机相， 反萃相比 O/A 为 0.5 2， 常温下搅拌反萃 5 15min， 1 2 级反萃， 反萃液得到硫酸铜。 0012 本发明的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于所述的步骤 （2。
13、） 萃余 液经活性炭除油后， 加入碱液调整萃余液 pH 值为 1.0 2.5。 0013 本发明的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于萃取分离铜后， 采用 可溶性磷酸盐选择性沉淀分离铬和锌离子， 磷酸盐添加量以磷酸根计， 磷酸根与铬离子摩 尔比为 0.2 0.8。 0014 本发明的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于进行磷酸沉铬反应是 在 60 90温度下， 反应 60 120min。 0015 本发明的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于进行磷酸沉铬反应过 程进行搅拌， 搅拌线速度为 100 400 m/min。 0016 本发明的一种酸浸溶。
14、液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于沉淀反应完成后过滤 分离， 铬形成磷酸铬与氢氧化铬复合沉淀物留着滤饼中， 锌保持在溶液中， 达到铬、 锌选择 性分离效果。 0017 本发明的一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 其特征在于所述的磷酸盐为磷酸 钠。 0018 本发明的方法， 采用的 LIX984N 是高效铜萃取剂， 具有容量高、 选择性好、 相分离 速度快、 反萃取相对容易等优点。LIX984N 萃取后铜基本进入萃取有机相， 而其他金属仍保 持在萃余相中， 首先实现铜的分离提取。然后利用 Cr3+、 Zn2+的磷酸盐溶解度差异而实现的 一种选择性沉淀分离铬和锌的方法， CrPO42。
15、H2O 的溶度积 Ksp为 2.410-23， Cr(OH)3的溶 度积 Ksp为 6.310-31， 而 Zn3(PO4)2易溶于酸， 磷酸铬能与氢氧化铬结合生成胶体状复合沉 淀物， 通过调整溶液 pH 值、 化学沉淀反应、 过滤分离等工艺步骤， 最终得到磷酸铬氢氧化铬 复合沉淀物和含锌滤液， 实现铬和锌选择性分离提取， 从而实现酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分 步冶金分离。 0019 本发明一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 利用萃取、 化学沉淀等优化与控制 技术， 以及磷酸盐的溶解性差异， 磷酸铬与氢氧化铬形成复合共沉淀物的特点， 解决了酸性 溶液中宏量铜、 铬、 锌混合溶液中的分离提。
16、取难题， 具有以下优点 ：（1） 工艺操作简单、 流程 短、 成本低 ；（2） 工艺在较宽的金属离子浓度范围内具有强选择性， 而且铜、 铬、 锌分离效果 理想 ；（3） 铜回收率大于 99%， 铬、 锌回收率均大于 98， 经济效益显著 ；（4） 过程中使用的 磷酸盐沉淀剂可循环利用， 生产过程无环境二次污染。 附图说明 0020 图 1 为本发明的工艺流程图。 说 明 书 CN 103014337 A 4 3/4 页 5 具体实施方式 0021 一种酸浸溶液中铜、 铬、 锌的分离方法， 是将含铜、 铬、 锌离子的酸性溶液， 经过加 萃取分离铜、 萃余液调整溶液 pH 值、 加化学沉淀剂进行沉。
17、铬反应和过滤分离的步骤， 实现 铜、 铬和锌的分步选择性分离。 所述含铜、 铬、 锌酸浸溶液中， 铜离子含量0.115g/L， 铬离 子含量 0.1 20g/L, 锌离子含量 0.1 30g/L， 溶液 pH 值小于 1 ； 萃取铜选用 LIX984N 为 萃取剂， 煤油为稀释剂， 萃取相比 O/A 为 0.5 2， 常温下搅拌萃取 5 15min， 2 4 级萃 取， 洗涤后使用 100 300g/L 硫酸反萃含铜有机相， 反萃相比 O/A 为 0.5 2， 常温下搅拌 反萃 5 15min， 1 2 级反萃， 反萃液得到硫酸铜 ； 萃取铜后的萃余液经活性炭除油后， 加 入适量碱液调整萃余液。
18、 pH 值， 使溶液 pH 值在 1.0 2.5 之间 ； 萃取分离铜后， 采用可溶性 磷酸盐 （如磷酸钠） 来选择性沉淀分离铬和锌离子， 添加的磷酸根与铬离子摩尔比在 0.2 0.8 之间 ； 铬、 锌沉淀分离反应是在 60 90区间保温 60 120min， 过程中搅拌线速度控 制在100400 m/min之间 ； 沉淀反应完成后过滤分离， 铬基本形成磷酸铬与氢氧化铬复合 沉淀物留着滤饼中， 锌基本保持在滤液中， 从而实现铬、 锌选择性分离效果。 0022 实施例 1 含铜、 铬、 锌电镀污泥经硫酸浸出后， 得到溶液中 Cu 含量为 4.5 g/L， Cr 含量为 5.0 g/ L， Zn。
19、 含量为 3.4 g/L， 溶液 pH 值为 0.5。采用 20%（v/v） LIX984N 作萃取剂萃取铜， 煤油 为稀释剂， 相比 O/A=1， 常温下搅拌时间 5min， 进行两级萃取。有机相以浓度 10 g/L 的硫 酸为洗涤剂， 相比 O/A=2， 常温下搅拌时间 5min， 进行一级洗涤。洗涤后负载有机相以浓度 180 g/L 的硫酸为反萃剂， 相比 O/A=1， 常温下搅拌时间 5min， 进行一级反萃， 反萃液得到硫 酸铜， 首先实现了铜的分离提取。萃余液中铜含量为 0.03g/L， 铜回收率 99.4%。 0023 萃铜后的萃余液经活性炭除油后， 加入适量 NaOH 溶液调整。
20、溶液 pH 值至 2.0， 以 磷酸钠为沉淀剂， 按磷酸根与铬离子摩尔比 0.4 的量加入磷酸钠， 在 90 条件下保温 60 min， 过程中搅拌线速度控制在 200 m/min， 过滤得到磷酸铬氢氧化铬复合沉淀物， 滤液中 铬、 锌浓度分别为 0.07g/L 和 3.31 g/L， 铬回收率为 98.1%， 锌回收率为 98.4%， 从而实现了 铬、 锌的分离提取。 0024 实施例 2 含铜、 铬、 锌电镀污泥经硫酸浸出后， 得到溶液中 Cu 含量为 12 g/L， Cr 含量为 8.5g/L， Zn 含量为 7 g/L， 溶液 pH 值为 0.5。采用 30%（v/v） LIX984N。
21、 作萃取剂萃取铜， 煤油为稀释 剂， 相比 O/A=1， 常温下搅拌时间 5min， 进行三级萃取。有机相以浓度 10 g/L 的硫酸为洗涤 剂， 相比 O/A=2， 常温下搅拌时间 10min， 进行一级洗涤。洗涤后负载有机相以浓度 200 g/L 的硫酸为反萃剂， 相比 O/A=1， 常温下搅拌时间 5min， 进行一级反萃， 反萃液得到硫酸铜， 首 先实现了铜的分离提取。萃余液中铜含量为 0.08g/L， 铜回收率 99.2%。 0025 萃铜后的萃余液经活性炭除油后， 加入适量 NaOH 溶液调整溶液 pH 值至 1.5， 以磷 酸钠为沉淀剂， 按磷酸根与铬离子摩尔比0.6的量加入磷酸。
22、钠， 在80 条件下保温75min， 过程中搅拌线速度控制在 300 m/min， 过滤得到磷酸铬氢氧化铬复合沉淀物， 滤液中铬、 锌 浓度分别为0.10g/L和6.87g/L， 铬回收率为98.6%， 锌回收率为98.2%， 从而实现了铬、 锌的 分离提取。 0026 以上所述， 仅为本发明的具体实施案例， 但可以有许多改进和改变， 因此本发明的 保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭示的技术范围内， 可 说 明 书 CN 103014337 A 5 4/4 页 6 轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103014337 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103014337 A 7 。